(57)【要約】【課題】走行に要求される要求駆動力の設定可能範囲を変更する際に、内燃機関の運転ポイントの変更に伴う無駄なエネルギ消費を抑制する。【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ状態で運転者によりＤＳＳ要求がなされているときに、ＤＳＳ要求がなされておらず、かつシフトポジションＳＰとしてＤポジションが選択されている通常時の動力範囲よりも少なくとも動力の下限を４速（ＳＰ４）相当にまで小さくした動力範囲内で走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し（Ｓ２３０）、通常時と同様の制約を用いてエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊を設定する（Ｓ１６０）。これにより、定速走行制御時や追従走行制御時に確保可能な制動力を大きくして車両操作性の向上を図りつつ、エンジン２２の運転ポイントの変更に伴う無駄なエネルギ消費を抑制できる。【選択図】図２
2007137232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
所定条件が成立しない通常時には、第１の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド自動車であって、
前記要求駆動力の設定可能範囲である動力範囲と前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の運転ポイントを設定するための制約である運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定する運転条件設定手段を更に備え、
前記第１の動力範囲は、前記複数の運転条件の中の第１の運転条件に対応する一方、前記第２の動力範囲は、前記第１の運転条件とは異なる第２の運転条件に対応しており、当該第２の運転条件における運転ポイント制約は、前記第１の運転条件における運転ポイント制約に比較して、車速が高まるほど前記内燃機関の回転数を大きく定めるハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であり、前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられている請求項２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記要求駆動力設定手段は、運転者によるアクセル踏込量に基づいて要求駆動力を設定可能であると共に、運転者によるアクセル踏込量に基づくことなく所定の情報に基づいて要求駆動力を設定可能であり、前記条件成立時は、前記アクセル踏込量に基づくことなく前記所定の情報に基づいて要求駆動力が設定されるようにするための自動走行制御要求が運転者によりなされたときである請求項１から３の何れかに記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記自動走行制御要求がなされたときに、前記所定の情報に基づいて、定速走行と先行車両に対する追従走行との少なくとも何れか一方が実行されるように要求駆動力を設定する請求項４に記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記第１車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第３軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３軸に動力を入出力可能な発電機とを備える請求項１から５の何れかに記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
内燃機関と、
何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定するための駆動力設定制約と前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の運転ポイントを設定するための運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定する運転条件設定手段と、
所定条件が成立しない通常時には、前記設定された実行用運転条件における駆動力設定制約および運転ポイント制約に従って要求駆動力および前記内燃機関の運転ポイントを設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記設定された実行用運転条件に拘わらず所定の運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの一方を設定すると共に前記所定の運転条件とは異なる何れかの運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの他方を設定する要求駆動力／運転ポイント設定手段と、
前記設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項８】
前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であり、前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられている請求項７に記載のハイブリッド自動車。
【請求項９】
前記要求駆動力／運転ポイント設定手段は、運転者によるアクセル踏込量に基づいて要求駆動力を設定可能であると共に、運転者によるアクセル踏込量に基づくことなく所定の情報に基づいて要求駆動力を設定可能であり、前記条件成立時は、前記アクセル踏込量に基づくことなく前記所定の情報に基づいて要求駆動力が設定されるようにするための自動走行制御要求が運転者によりなされたときである請求項７または８に記載のハイブリッド自動車。
【請求項１０】
前記要求駆動力／運転ポイント設定手段は、運転者により前記自動走行制御要求がなされたときに、前記所定の情報に基づいて、定速走行と先行車両に対する追従走行との少なくとも何れか一方が実行されるように要求駆動力を設定する請求項９に記載のハイブリッド自動車。
【請求項１１】
前記電力動力入出力手段は、前記第１車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第３軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３軸に動力を入出力可能な発電機とを備える請求項７から１０の何れかに記載のハイブリッド自動車。
【請求項１２】
内燃機関と、車両の何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）所定条件が成立しない通常時には、第１の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定するステップと、
（ｂ）前記設定した要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
（ｃ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド自動車の制御方法。
【請求項１３】
内燃機関と、車両の何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力を設定するための駆動力設定制約と前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の運転ポイントを設定するための運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定するステップと、
（ｂ）所定条件が成立しない通常時には、前記設定された実行用運転条件における駆動力設定制約および運転ポイント制約に従って要求駆動力および前記内燃機関の運転ポイントを設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記設定された実行用運転ポイントに拘わらず所定の運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの一方を設定すると共に前記所定の運転条件とは異なる何れかの運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの他方を設定するステップと、
（ｃ）前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハイブリッド自動車の一例として、無段変速機を介して駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、二次電池の充放電に伴って駆動軸に動力を入出力する電動機と、定速走行を自動的に実行するクルーズコントロールシステムとを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このハイブリッド自動車では、クルーズコントロールシステムの非作動時に、アクセル開度と駆動軸に出力すべき動力との相関を定める第１の関係を用いて運転者のアクセル操作量に応じた駆動力を設定し、設定した駆動力が駆動軸に出力されるように内燃機関、電動機および変速機を制御する。また、このハイブリッド自動車では、クルーズコントロールシステムの作動時に、第１の関係よりも動力範囲の下限を広げた第２の関係を用いて駆動軸の回転数が目標回転数に保たれるように駆動軸に出力すべき駆動力を設定することにより、駆動軸に比較的大きな駆動負荷が作用してもそれに見合う大きな制動力を駆動軸に出力できるようにしている。
【特許文献１】特許第３６４８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１には、クルーズコントロールシステムの作動時に通常の第１の関係よりも動力範囲の下限を広げた第２の関係を用いて駆動軸の回転数が目標回転数に保たれるように駆動力を設定することが記載されてはいる。ただし、特許文献１には、クルーズコントロールシステムの作動時といった所定条件の成立時に駆動力の設定可能範囲としての動力範囲を変更するに際し、内燃機関をどのような運転ポイントで運転するかについては詳細に記載されておらず、上記ハイブリッド自動車においては、内燃機関の運転ポイントの設定次第で、走行時のエネルギ効率が悪化してしまうおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、走行に要求される要求駆動力の設定可能範囲を変更する際に、内燃機関の運転ポイントの変更に伴う無駄なエネルギ消費を抑制することを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、走行条件に応じて、走行に要求される要求駆動力と、要求駆動力に対応する内燃機関の運転ポイントとをより適正に設定して車両性能を向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明による第１のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、
何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
所定条件が成立しない通常時には、第１の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
本発明による第１のハイブリッド自動車では、所定条件が成立しない通常時には、第１の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定し、通常時と条件成立時との何れにおいても、設定した要求駆動力と所定の制約とに基づいて設定される目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、所定条件の成立に伴い第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する場合に、通常時と同様の制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定することにより、内燃機関の運転ポイントの変更に伴う無駄なエネルギ消費を抑制することが可能となる。なお、ここでいう「動力範囲の下限」は、負の値（制動力）であってもよい。
【０００８】
また、本発明による第１のハイブリッド自動車は、前記要求駆動力の設定可能範囲である動力範囲と前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の運転ポイントを設定するための制約である運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定する運転条件設定手段を更に備えてもよく、前記第１の動力範囲は、前記複数の運転条件の中の第１の運転条件に対応する一方、前記第２の動力範囲は、前記第１の運転条件とは異なる第２の運転条件に対応しており、当該第２の運転条件における運転ポイント制約は、前記第１の運転条件における運転ポイント制約に比較して、車速が高まるほど前記内燃機関の回転数を大きく定めるものであってもよい。これにより、条件成立時に、第２の運転条件における動力範囲内で要求駆動力を設定しつつ、第１の運転条件における運転ポイント制約に従って内燃機関の運転ポイントを設定することが可能となるので、要求駆動力の下限を小さくしつつ内燃機関の回転数上昇を抑えることが可能となり、内燃機関の回転数上昇に伴う無駄なエネルギ消費を抑制することができる。
【０００９】
この場合、前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であり、前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられていてもよい。
【００１０】
また、前記要求駆動力設定手段は、運転者によるアクセル踏込量に基づいて要求駆動力を設定可能であると共に、運転者によるアクセル踏込量に基づくことなく所定の情報に基づいて要求駆動力を設定可能であってもよく、前記条件成立時は、前記アクセル踏込量に基づくことなく前記所定の情報に基づいて要求駆動力が設定されるようにするための自動走行制御要求が運転者によりなされたときであってもよい。このように、運転者により自動走行制御要求がなされたときに第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で要求駆動力を設定することにより、自動走行制御時に確保可能な制動力を大きくして車両操作性を向上させることができる。
【００１１】
更に、前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記自動走行制御要求がなされたときに、前記所定の情報に基づいて、定速走行と先行車両に対する追従走行との少なくとも何れか一方が実行されるように要求駆動力を設定するものであってもよい。
【００１２】
また、前記電力動力入出力手段は、前記第１車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第３軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３軸に動力を入出力可能な発電機とを備えるものであってもよい。
【００１３】
本発明による第２のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、
何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定するための駆動力設定制約と前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の運転ポイントを設定するための運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定する運転条件設定手段と、
所定条件が成立しない通常時には、前記設定された実行用運転条件における駆動力設定制約および運転ポイント制約に従って要求駆動力および前記内燃機関の運転ポイントを設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記設定された実行用運転条件に拘わらず所定の運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの一方を設定すると共に前記所定の運転条件とは異なる何れかの運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの他方を設定する要求駆動力／運転ポイント設定手段と、
前記設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【００１４】
本発明による第２のハイブリッド自動車では、走行に要求される要求駆動力を設定するための駆動力設定制約と要求駆動力に対応する内燃機関の運転ポイントを設定するための運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定した上で、所定条件が成立しない通常時には、設定された実行用運転条件における駆動力設定制約および運転ポイント制約に従って要求駆動力および内燃機関の運転ポイントを設定する一方、所定条件が成立した条件成立時には、設定された実行用運転条件に拘わらず所定の運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または内燃機関の運転ポイントのうちの一方を設定すると共に所定の運転条件とは異なる何れかの運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または内燃機関の運転ポイントのうちの他方を設定し、設定された運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、所定条件成立時に、設定された実行用運転条件に拘わらず駆動力設定制約と運転ポイント制約との一方を所定の運転条件から選択すると共に駆動力設定制約と運転ポイント制約との他方を当該所定の運転条件とは異なる何れかの運転条件から選択することにより、条件成立時の走行条件に応じて、走行に要求される要求駆動力と、要求駆動力に対応する内燃機関の運転ポイントとをより適正に設定して車両性能を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明による第２のハイブリッド自動車において、前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であり、前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられていてもよい。
【００１６】
更に、前記要求駆動力／運転ポイント設定手段は、運転者によるアクセル踏込量に基づいて要求駆動力を設定可能であると共に、運転者によるアクセル踏込量に基づくことなく所定の情報に基づいて要求駆動力を設定可能であってもよく、前記条件成立時は、前記アクセル踏込量に基づくことなく前記所定の情報に基づいて要求駆動力が設定されるようにするための自動走行制御要求が運転者によりなされたときであってもよい。これにより、運転者により自動走行制御要求がなされた条件成立時に、自動走行制御時の走行条件に応じて、走行に要求される要求駆動力と、当該要求駆動力に対応する内燃機関の運転ポイントとをより適正に設定することが可能となり、車両性能をより一層向上させることが可能となる。
【００１７】
また、前記要求駆動力／運転ポイント設定手段は、運転者により前記自動走行制御要求がなされたときに、前記所定の情報に基づいて、定速走行と先行車両に対する追従走行との少なくとも何れか一方が実行されるように要求駆動力を設定するものであってもよい。
【００１８】
更に、前記電力動力入出力手段は、前記第１車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第３軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３軸に動力を入出力可能な発電機とを備えるものであってもよい。
【００１９】
本発明による第１のハイブリッド自動車の制御方法は、
内燃機関と、車両の何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）所定条件が成立しない通常時には、第１の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定するステップと、
（ｂ）前記設定した要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
（ｃ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００２０】
この方法のように、所定条件の成立に伴い第１の動力範囲よりも少なくとも動力の下限が小さい第２の動力範囲内で走行に要求される要求駆動力を設定する場合に、通常時と同様の制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定することにより、内燃機関の運転ポイントの変更に伴う無駄なエネルギ消費を抑制することが可能となる。
【００２１】
本発明による第２のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、車両の何れかの車軸である第１車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第１車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第１車軸または該第１車軸とは異なる車軸の何れかである第２車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力を設定するための駆動力設定制約と前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の運転ポイントを設定するための運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定するステップと、
（ｂ）所定条件が成立しない通常時には、前記設定された実行用運転条件における駆動力設定制約および運転ポイント制約に従って要求駆動力および前記内燃機関の運転ポイントを設定する一方、前記所定条件が成立した条件成立時には、前記設定された実行用運転ポイントに拘わらず所定の運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの一方を設定すると共に前記所定の運転条件とは異なる何れかの運転条件における駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求駆動力または前記内燃機関の運転ポイントのうちの他方を設定するステップと、
（ｃ）前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００２２】
この方法のように、所定条件成立時に、設定された実行用運転条件に拘わらず駆動力設定制約と運転ポイント制約との一方を所定の運転条件から選択すると共に駆動力設定制約と運転ポイント制約との他方を当該所定の運転条件とは異なる何れかの運転条件から選択することにより、条件成立時の走行条件に応じて、走行に要求される要求駆動力と、要求駆動力に対応する内燃機関の運転ポイントとをより適正に設定して車両性能を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２４】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車の概略構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に制動トルクを付与するためのマスタシリンダ９０、ブレーキアクチュエータ９２やホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄ等を含む電子制御式油圧ブレーキユニット（ＥＣＢ）と、運転者に対する運転支援・代行を統括して実行する運転者支援用電子制御ユニット（以下「ＤＳＳＥＣＵ」という）９５と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。
【００２５】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油等の炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射制御や点火制御、入空気量調節制御等の運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２６】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として作動することができると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ等が入力されており、バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２９】
ブレーキアクチュエータ９２は、運転者によるブレーキペダル８５の踏み込み量に応じて変化するマスタシリンダ９０の圧力（マスタシリンダ圧）と車速Ｖとに基づいて、ハイブリッド自動車２０に作用させるべき制動力のうちの油圧ブレーキユニットによる分担分に応じた制動トルクが駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するようにホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄへの油圧を調整するものである。また、実施例のブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）９４により制御され、ブレーキＥＣＵ９４の制御のもと、運転者によるブレーキペダル８５の踏み込み操作とは無関係に、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整することができる。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインを介して、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に対して設けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や、図示しない操舵角センサからの操舵角等を示す信号を入力し、これらの信号に基づいて、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪の何れかがロックしてスリップするのを防止するアンチスキッド制御（ＡＢＳ）や、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂの何れかが空転してスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ）、主としてハイブリッド自動車２０の旋回走行時に車両全体の旋回方向の安定性を確保する車両安定化制御（ＶＳＣ）等を実行する。ブレーキＥＣＵ９４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に基づいてブレーキアクチュエータ９２を制御すると共に、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００３０】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２、ブレーキＥＣＵ９４、ＤＳＳＥＣＵ９５と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００３１】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション、後進走行用のリバースポジション、中立のニュートラルポジション、前進走行用の通常のＤポジション等の他に、シーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。シフトポジションＳＰとしてＤポジションを選択すると、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２が効率よく運転されるように駆動制御される。また、シフトポジションＳＰとしてＳポジションを選択すれば、車速Ｖに対するエンジン２２の回転数の比を例えば６段階（ＳＰ１〜ＳＰ６）に変更することが可能となる。実施例では、運転者によりシフトレバー８１がＳポジションにセットされると、シフトポジションＳＰが５段目のＳＰ５とされ、シフトポジションセンサ８２によりシフトポジションＳＰ＝ＳＰ５である旨が検出される。以後、シフトレバー８１がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションＳＰが１段ずつ上げられる（アップシフトされる）一方、シフトレバー８１がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションＳＰが１段ずつ下げられ（ダウンシフトされ）、シフトポジションセンサ８２は、シフトレバー８１の操作に応じて現在のシフトポジションＳＰを出力する。このように、運転者によりシフトレバー８１のアップシフトおよびダウンシフト操作がなされた際には、モータＭＧ１から出力されるトルクを調整することによってエンジン２２の回転数が変更され、それにより、有段の自動変速機を備えた車両における変速感に似た走行感覚を運転者らに与えることができる。
【００３２】
更に、実施例のハイブリッド自動車２０に備えられたＤＳＳＥＣＵ９５は、何れも図示しないＣＰＵや各種処理プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備え、運転者によるアクセル操作がない状態で、車速を運転者により設定された目標車速に保つ定速走行制御や先行車両に対する追従走行制御といったハイブリッド自動車２０の自動運転制御を実行するものである。このため、ＤＳＳＥＣＵ９５は、車速センサ８８からの車速Ｖや、レーザレーダあるいはミリ波レーダ等を含むレーダセンサ９７からの先行車両の有無、車間距離、相対速度といった情報を入力すると共に、ハイブリッドＥＣＵ７０との間で通信により各種制御信号やデータのやりとりを行う。また、ＤＳＳＥＣＵ９５には、ＤＳＳスイッチ９９が接続されており、運転者は、このＤＳＳスイッチ９９を操作して、自動運転制御のＯＮ／ＯＦＦ設定、定速走行時の目標車速の設定、加減速設定等を実行することができる。運転者によりＤＳＳスイッチ９９を介した自動運転制御の要求（以下「ＤＳＳ要求」という）がなされると、ＤＳＳＥＣＵ９５は、車速センサ８８やレーダセンサ９７等からの情報に基づいて、ハイブリッド自動車２０の定速走行や追従走行を実現するために要求される要求駆動力（要求トルクＴｒｄｓｓ）を算出してハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。なお、実施例において、運転者によるＤＳＳ要求は、シフトポジションＳＰがＤポジション、ＳＰ６，ＳＰ５およびＳＰ４である場合にのみ許容され、ＤＳＳＥＣＵ９５による自動運転制御は、運転者によるＤＳＳスイッチ９９の操作により解除される他、運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときや、走行中にシフトポジションＳＰがＳＰ３，ＳＰ２およびＳＰ１の何れかとされたときに解除される。
【００３３】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御モードとしては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２から要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
【００３４】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０のアクセルオフ時における動作、特に、アクセルオフ状態で運転者によりＤＳＳ要求がなされているときのハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は、アクセルオフ時にハイブリッドＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３５】
図２の駆動制御ルーチンが開始されると、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、車速センサ８８からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、ＤＳＳフラグの値、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、ＤＳＳフラグの値については、運転者によるＤＳＳスイッチ９９を介したＤＳＳ要求の有無に応じてＤＳＳＥＣＵ９５により設定されるものをＤＳＳＥＣＵ９５から通信により入力するものとした。ＤＳＳＥＣＵ９５は、運転者によりＤＳＳ要求がなされると、ＤＳＳ要求がない場合に値０とされるＤＳＳフラグを値１に設定する。更に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００３６】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したＤＳＳフラグの値に基づいて運転者によるＤＳＳ要求の有無を判定し（ステップＳ１１０）、ＤＳＳ要求がなされていなければ、ステップＳ１００にて入力したシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいてシフトポジションＳＰに応じた制動トルクとしての要求トルクＴｒ＊を設定すると共に（ステップＳ１２０）、詳細については後述する置換トルクＴｃｈを値０に設定する（ステップＳ１３０）。ここで、実施例におけるステップＳ１２０の処理は、シフトポジションＳＰと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速ＶとシフトポジションＳＰとが与えられると当該マップから両者に対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図５に要求トルク設定用マップの一例を示す。図５に例示する要求トルク設定用マップは、シフトポジションＳＰが前進走行用のＤポジション、ＳＰ６からＳＰ１になるに従って同じ車速Ｖでもアクセルオフ時（Ａｃｃ＝０％のとき）の要求トルクＴｒ＊が小さくなるように、すなわち制動トルクとして大きくなるように定められており、ステップＳ１２０では、運転者により設定されているシフトポジションＳＰに応じて当該要求トルク設定用マップにより規定される要求トルクの範囲内（動力範囲内）、すなわちＡｃｃ＝１００％時の曲線とＡｃｃ＝０％時の曲線とで囲まれる範囲内で要求トルクＴｒ＊が設定される。
【００３７】
ステップＳ１３０で置換トルクＴｃｈを値０に設定すると、シフトポジションＳＰがＤポジションとＳポジションの何れであるか判定し（ステップＳ１４０）、シフトポジションＳＰがＤポジションであれば、次式（１）を用いてエンジン２２から出力すべき制動トルクとしての目標トルクＴｅ＊を計算すると共に（ステップＳ１５０）、計算した目標トルクＴｅ＊に対応するエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、式（１）は、燃料カット状態にあるエンジン２２にエンジンブレーキを発生させるときの動力分配統合機構３０の回転要素に関連する力学的な関係式である。また、図６に、エンジン２２にエンジンブレーキを発生させるときの動力分配統合機構３０における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す。図６においてＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と一致するサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅと一致するキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸は駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを示す。図６におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで運転したときにエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（＝−Ｔｍ１＊／ρ）と、モータＭＧ２から減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルク（＝Ｔｍ２＊・Ｇｒ）とを示す。かかる図６の共線図を用いると共に、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクＴｒ＊のうちのエンジン２２の分担割合を示す係数ｋを導入することにより、式（１）を容易に導くことができる。なお、式（１）における係数ｋは、例えば０．５とされてもよく、あるいは、車速Ｖに応じて０から１までの範囲内で変化させてもよい。また、ステップＳ１６０では、目標制動トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を予め定めてＤポジション選択時用の目標回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標制動トルクＴｅ＊が与えられると当該目標回転数設定用マップから対応する目標回転数Ｎｅ＊を導出して設定するものとした。図７にＤポジション選択時に用いられる目標回転数設定用マップの一例を示す。
【００３８】
Te*＝k・(1＋ρ)・Tr*   …（１）
【００３９】
続いて、ステップＳ１６０で設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いながら次式（２）に従ってモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（３）を用いた計算によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１７０）。式（２）も、動力分配統合機構３０の回転要素に関連する力学的な関係式であり、図６の共線図における回転数の関係を用いれば容易に導くことができる。このようにモータＭＧ１が式（２）から求められる目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようにトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することによりエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。式（３）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（３）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００４０】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ)  …（２）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt  …（３）
【００４１】
モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、ステップＳ１００で入力したバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔや入力制限Ｗｉｎと、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを次式（４）および次式（５）を用いて計算する（ステップＳ１８０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとに基づいてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）を用いて計算し（ステップＳ１９０）、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。このようにしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を基本的にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限したトルクとして設定することができる。なお、式（６）も、図６の共線図から容易に導き出すことができる。
【００４２】
Tmax=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2  …（４）
Tmin=(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2  …（５）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  …（６）
【００４３】
モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジンＥＣＵ２４に対して燃料カット指令を、ブレーキＥＣＵ９４に対して置換トルクＴｃｈ（この場合、値０）を、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２１０）、駆動制御ルーチン一旦終了させる。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２への燃料供給および点火を停止させる。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行い、これにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａには、エンジン２２からのエンジンブレーキによる制動トルクとモータＭＧ２からの回生による制動力とが出力されることになる。なお、ここまでの説明の場合には、ステップＳ１３０にて置換トルクＴｃｈが値０に設定されているので、ブレーキＥＣＵ９４はブレーキアクチュエータ９２を作動させず、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に対して油圧ブレーキユニットによる制動トルクは付与されない。
【００４４】
一方、ステップＳ１４０でシフトポジションＳＰがＳポジションであると判断した場合、シフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２２０）。本実施例では、Ｓポジション選択時のために、ＳＰ１からＳＰ６までのシフトポジションＳＰと車速Ｖとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊との関係を予め定めてＳポジション選択時用の目標回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰと車速Ｖとが与えられると当該マップから両者に対応するエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を導出して設定するものとした。Ｓポジション選択時に用いられる目標回転数設定用マップの一例を図８に示す。こうしてステップＳ２２０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定したならば、ステップＳ１７０からＳ２１０の処理を実行する。このような処理が行われるＳポジション選択時のアクセルオフ状態においては、車速Ｖがある程度高く、かつシフトポジションＳＰが下段側にあると、図５からわかるように要求トルクとして比較的大きな制動トルクが設定され、図８からわかるようにエンジン２２の目標回転Ｎｅ＊が比較的高く設定されることになるが、このような場合には、モータＭＧ１およびＭＧ２のモータリングにより、エンジン２２の回転数が高く保たれると共に要求に応じた制動トルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されることになる。
【００４５】
一方、ステップＳ１１０で運転者によりＤＳＳ要求がなされていると判断された場合には、図９に示すＤＳＳ時要求トルク設定処理（ステップＳ２３０）が実行される。ＤＳＳ時要求トルク設定処理が開始されると、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、ＤＳＳＥＣＵ９５により設定される要求トルクであるＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓを入力する（ステップＳ３００）。実施例において、ＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓは、ＤＳＳスイッチ９９を介した運転者による定速走行制御あるいは追従走行制御といった自動走行制御への要求に応じてＤＳＳＥＣＵ９５に算出されるものであり、ＤＳＳＥＣＵ９５は、車速センサ８８やレーダセンサ９７等からの情報に基づいて予め定められた図示しない制御プログラムを用いてハイブリッド自動車２０の定速走行や追従走行を実現できるようにＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓを算出し、ハイブリッドＥＣＵ７０に送信する。ＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓを入力すると、続いて、シフトポジションＳＰがＳポジション選択時におけるＳＰ４（４速）であるとした上でステップＳ１００で入力した車速Ｖに応じた仮要求トルクＴｒｔｍｐを図５の要求トルク設定用マップを用いて導出し（ステップＳ３１０）、更に、ステップＳ３００で入力したＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓとステップＳ３１０で導出した仮要求トルクＴｒｔｍｐとのうちの最大値を要求トルクＴｒ＊として設定する（ステップＳ３２０）。このように、運転者によりＤＳＳ要求がなされたことによりＤＳＳ時要求トルク設定処理が実行されると、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき制動トルクとしての要求トルクＴｒ＊が、図５のＡｃｃ＝１００％時の曲線とシフトポジションＳＰ４に対応するＡｃｃ＝０％時の曲線とで囲まれる範囲内、すなわち、ＤＳＳ要求がなされておらず、かつシフトポジションＳＰとしてＤポジションが選択されている通常時の動力範囲よりも動力の下限が小さい動力範囲内で設定されることになる。なお、ステップＳ３２０でＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓと仮要求トルクＴｒｔｍｐとのうちの最大値を要求トルクＴｒ＊として設定するのは、ＤＳＳＥＣＵ９５からのＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓ制動トルクとして比較的小さいにも拘わらず、比較的大きなシフトポジションＳＰ４（４速）相当の制動トルクが要求トルクＴｒ＊として設定されてしまうことがないようにするためである。
【００４６】
ステップＳ３２０で要求トルクＴｒ＊を設定すると、設定した要求トルクＴｒ＊の値がＤＳＳＥＣＵ９５からのＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓの値を上回っているか否か判定する（ステップＳ３３０）。設定した要求トルクＴｒ＊の値がＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓの値を上回っている場合、すなわち仮要求トルクＴｒｔｍｐがＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓよりも大きく（制動力として小さく）、ステップＳ３２０で仮要求トルクＴｒｔｍｐが要求トルクＴｒ＊として設定された場合、エンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される制動トルクがハイブリッド自動車２０の定速走行や追従走行に要求される制動トルクであるＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓを下回ることになる。このため、この場合には、不足する制動トルクを油圧ブレーキユニットによる制動トルクに置き換えるべく、次式（７）を用いた計算により置換トルクＴｃｈを設定し（ステップＳ３４０）、ＤＳＳ時要求トルク設定処理を終了させる。ここで、式（７）における係数ｋｔは、リングギヤ軸３２ａに作用させるべき制動トルクをホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄにより駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に作用させる制動トルクに換算するための換算係数である。これに対して、ステップＳ３３０で要求トルクＴｒ＊の値がＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓを上回っていない場合、すなわち、ステップＳ３２０でＤＳＳＥＣＵ９５からＤＳＳ要求トルクＴｒｄｓｓが要求トルクＴｒ＊として設定されている場合には、制動トルクが不足することはないので、置換トルクＴｃｈを値０に設定し（ステップＳ３５０）、ＤＳＳ時要求トルク設定処理を終了させる。
【００４７】
Tch＝kt・(Tr*−Trdss)  …（７）
【００４８】
そして、このようなＤＳＳ時要求トルク設定処理を経て要求トルクＴｒ＊が設定されると、上述したステップＳ１５０からＳ２１０までの処理が実行される。この際、ステップＳ１６０では、ＤＳＳ要求がなされておらず、かつシフトポジションＳＰとしてＤポジションが選択されている通常時と同様に、図７の目標回転数設定用マップを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定される。従って、アクセルオフ状態で運転者によりＤＳＳ要求がなされているときには、通常時に比べて動力の下限が小さい動力範囲内で要求トルクＴｒ＊が設定されているにも拘わらず、図７と図８との対比からわかるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が比較的低く設定されることになる。
【００４９】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、運転者によりＤＳＳ要求がなされた条件成立時に、ＤＳＳ要求がなされておらず、かつシフトポジションＳＰとしてＤポジションが選択されている通常時の動力範囲よりも少なくとも動力の下限をシフトポジションＳＰ４（４速）相当にまで拡げた動力範囲内で走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定した上で（ステップＳ２３０）、通常時と同様の制約を用いてエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１６０）。すなわち、運転者によりＤＳＳ要求がなされた条件成立時には、動力の下限をシフトポジションＳＰ４（４速）相当にまで拡げて通常時に比べて動力の下限を小さくした動力範囲内で要求トルクＴｒ＊を設定することにより、定速走行制御や追従走行制御といった自動走行制御時に確保可能な制動力を大きくして車両操作性を向上させることができる。そして、こうした上で、車速が高まるほどエンジン２２の回転数を大きく定めるシフトポジションＳＰ４（４速）相当のＳポジション選択時用の目標回転数設定用マップ（図８）ではなく、通常のＤポジション選択時の運転ポイント制約である図７の目標回転数設定用マップを用いてエンジン２２の目標回転数を設定することにより、エンジン２２の回転数上昇を抑えることが可能となり、エンジン２２の回転数を高めるためのモータリングに伴うモータＭＧ１による無駄なエネルギ消費、すなわちエンジン２２の運転ポイントの変更に伴う無駄なエネルギ消費を抑制すると共に、モータＭＧ２による回生量を増加させることが可能となる。
【００５０】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるＤＳＳ要求（自動走行制御要求）がなされたことを条件として、通常時に比べて動力の下限を小さくした動力範囲内で要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、通常時の運転ポイント制約を用いてエンジン２２の目標回転数を設定する処理を実行しているが、このような処理を実行させるための条件は、ＤＳＳ要求時のような通常時に比べて制動力を大きく確保する要求がなされた場合に限られず、どのようなものであってもよい。また、条件成立時に実行される処理は、通常時に比べて動力の下限を大きくした動力範囲内で要求トルクＴｒ＊を設定するものであってもよく、通常時の運転ポイント制約もどのようなものであってもよい。
【００５１】
更に、実施例のハイブリッド自動車２０における上述の一連の処理は、次のようなものであると説明することもできる。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、走行に要求される要求トルクＴｒ＊（要求駆動力）を設定するための駆動力設定制約（要求トルクＴｒ＊の設定可能範囲）と要求トルクＴｒ＊に対応するエンジン２２の目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊（目標運転ポイント）を設定するための運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する運転条件としての複数のシフトポジションＳＰの中から何れか一つを実行用シフトポジション（実行用運転条件）として設定した上で、ＤＳＳ要求がなく、かつＤポジションが選択されているときのような所定条件が成立しない通常時には、設定された実行用シフトポジションにおける駆動力設定制約および運転ポイント制約に従って要求トルクＴｒ＊およびエンジン２２の運転ポイントを設定する一方、所定条件が成立した条件成立時には、設定された実行用シフトポジションに拘わらず所定のシフトポジション（ＳＰ４）に対応した駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求トルクＴｒ＊またはエンジン２２の運転ポイントのうちの一方を設定すると共に当該所定のシフトポジション（ＳＰ４）とは異なる何れかのシフトポジション（Ｄポジション）に対応した駆動力設定制約または運転ポイント制約に従って要求トルクＴｒ＊またはエンジン２２の運転ポイントのうちの他方を設定しているのである。このように、所定条件成立時（ＤＳＳ要求時）に、設定されている実行用シフトポジションに拘わらず駆動力設定制約と運転ポイント制約との一方を所定のシフトポジション（例えばＳＰ４）に対応するものの中から選択すると共に駆動力設定制約と運転ポイント制約との他方を当該所定のシフトポジションとは異なる何れかのシフトポジション（例えばＤポジション）に対応するものの中から選択することにより、上述した自動走行制御要求時の他、例えば燃費優先要求時や騒音抑制要求時といった条件成立時の走行条件に応じて、走行に要求される要求トルクＴｒ＊と、要求トルクＴｒ＊に対応するエンジン２２の運転ポイントとをより適正に設定することが可能となり、車両性能をより一層向上させることが可能となる。
【００５２】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【００５３】
すなわち、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結しているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有し、モータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。
【００５４】
また、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により減速してリングギヤ軸３２ａに出力しているが、図１０に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力を変速機６５により変速してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０中、車輪６３ｃ，６３ｄに接続された車軸）に伝達するようにしてもよい。
【００５５】
更に、上記各実施例のハイブリッド自動車２０、２０Ｂは、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、図１１に示す変形例としてのハイブリッド自動車２２０のように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるアクセルオフ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２にエンジンブレーキを発生させるときの動力分配統合機構３０における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。
【図７】Ｄポジション選択時に用いられる目標回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】Ｓポジション選択時に用いられる目標回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるＤＳＳ時要求トルク設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６５  変速機、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  マスタシリンダ、９２  ブレーキアクチュエータ、９４  ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９５  運転者支援用電子制御ユニット（ＤＳＳＥＣＵ）、９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄ  ホイールシリンダ、９７  レーダセンサ、９９  ＤＳＳスイッチ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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